CIE Lab renk uzayı

CIE Lab renk uzayı, Uluslararası Aydınlatma Komisyonu (Commission Internationale de l’Eclairage, CIE ) tarafından 1976 yılında önerilen [134] “matematiksel yapılı” bir renk tanımlama sistemidir [135,136]. Sistem daha sonra 2004 yılında “Joint ISO/CIE Standard” adı ile yayınlanarak standardize edilmiştir [137,138]. Sistem, renkleri tanımlarken, insan gözündeki konik yapılı ışık algılama hücrelerinin üç tipte olduğu ve bunların mavi, yeşil ve kırmızı ışıklara hassas olduğu bilgisini temel alır [139–141]. Buradan hareketle yapılan modelleme sonucunda her renk; L, a ve b kısaltmalarıyla anılan üç bileşen cinsinden ifade edilir [139,142]. CIE Lab renk sistemi, rengi belirlenecek olan nesnenin yanı sıra, ışığa ve gözlemciye ilişkin tanımlar da getirdiği için diğer renk tanımlama sistemlerine oranla daha hassas ve tekrarlanabilen sonuçlar verir [140,143].

Şekil 2.5’te verilen CEI Lab renk uzayı, rengi L, a ve b ile ifade edilen üç eksenli bir sistem içerisinde tanımlar. Her renk bu 3 eksende aldığı değerlerin uzaysal uzamlarının kesiştiği noktada tanımlanır.

50

Şekil 2.5. CIE Lab renk uzayı

Burada;

L : Beyazlık/aydınlık (+L) ve Siyahlık/Karanlık (-L) a : Kırmızılık (+a) ve Yeşillik (-a)

b : Sarılık (+b) ve Mavilik (-b) değerlerini ifade eden eksenlerdir.

Şekil 2.6’da Sarı ve Kırmızı renkli güllerin CIE Lab renk uzayındaki tanımlanması gösterilmektedir. Burada;

Sarı Gül Ls: 52,99 as: 8,88 bs: 54,53

Kırmızı Gül Lk: 29,00 ak: 5,48 bk: 22,23

değerlerini almışlardır. Sarı gül daha açık renkli bir görünüme sahip olduğu için, kırmızı güle göre daha büyük bir L değerine sahip iken, Kırmızı gül a değeri açısından daha büyük ve yine sarı gül ise b değeri açısından daha büyüktür.

51

Şekil 2.6. Sarı ve kırmızı güllerin CIE Lab renk uzayında tanımları

Bu iki gülün renklerinin birbirinden farkının büyüklüğü nedir? Elbette bariz olan bu iki rengin farkını insan gözü rahatlıkla algılayabilir ve sarı gülün kırmızıdan daha sarı ve kırmızı gülün de sarı güle göre çok daha fazla kırmızılık içerdiği kolayca söylenebilir. Fakat endüstriyel ve ticari uygulamalarda, ürünlerin renkleri arasındaki farkın daha sarı ya da daha kırmızı olarak ifade edilmesi yeterli değildir. Bir boya üreticisine sipariş verildiğinde, satın alınacak boyanın rengi üzerinde alıcı ve satıcının net bir tanımlama konusunda mutabık kalmış olmaları gerekir. Tedarik edilen rengin bire bir talep edilen ile aynı olması teorik olarak mümkün olamayacağına göre, tedarik edilecek rengin, talep edilen renkten ne ölçüde sapabileceği de yine alıcı ve satıcı arasında mutabık kalınması gereken bir parametredir. Bu sorunun ortadan kaldırılması için ΔE (Renk farkı) kavramı oluşturulmuştur. İki renk arasındaki fark, renklerin CIE Lab uzayındaki konumları arasındaki uzaklık olarak ifade edilir. Bu uzaklık ise renklerin CIE Lab uzayındaki değerleri arasındaki farkın kökü cinsinden Eş. 2.1 ile belirlenir.

d𝐸 = √d𝐿2_{+ d𝑎}2_{+ d𝑏}2 _(2.1)

52 d𝐸_𝑘𝑠 = √(29,00 − 52,99)2_{+ (52,48 − 8,88)}2_{+ (22,23 − 54,53)}2

d𝐸_𝑘𝑠 = 17,2

Kırmızı gülün sarı gülün renginden farkı 17,2 olarak tespit edilmiş olur. Renk farkının açıklanması için verilen bu örnek gösterimde ortaya çıkan renk farkı doğal olarak endüstriyel uygulama tolerans limitlerine göre oldukça büyüktür. Mesela bobin boyaları için yaygın olarak kullanılan renk farkı kabul limitleri aşağıdaki gibidir [144].

Standart renkler için 𝑑𝐸 ≤ 1 Wrinkle ürünler için 𝑑𝐸 ≤ 1 Metalik renkler için 𝑑𝐸 ≤ 2

Sedef renkler için 𝑑𝐸 ≤ 2

Backcoat için 𝑑𝐸 ≤ 2,5

Renk değerlerinin ölçülmesi

Gerek hedef pigmentin gerekse bu çalışma ile elde edilen kırmızı demir oksit pigmentin renk ölçümlerinde spektroskopik renk ölçümü metodu ve CIE Lab renk uzayı sistemi kullanılmıştır.

Hiçbir zaman tozların doğrudan renk ölçümü yapılmamış, ilgili toz malzeme, standart bir boya formülasyonuyla bobin boyasına çevrilmiş ve panellere uygulanarak renk ölçümleri yapılmıştır.

Laboratuvar şartlarında kırmızı demir oksit pigmentten ilk olarak pigment pastası üretilmiştir. Bu pigment pastasına alt ilaveler eklenerek Full Tone olarak adlandırılan, içerisinde sabit bir oranda (% 18,6) sadece kırmızı demir oksit pigment içeren boya yine laboratuvar şartlarında üretilmiş ve bu boyanın panel uygulaması yapılarak renk ölçümleri yapılmıştır.

Daha sonra laboratuvar şartlarında Full Tone’a kırmızı demir oksit pigment oranı sabit olacak şekilde (%10,2) titanyum dioksit pigment pastası ilave edilerek (titanyum dioksit pigment oranı sabit: %8) Beyaz Tint olarak adlandırılan boya elde edilmiştir. Bu boyanın da panel uygulaması yapılarak renk ölçümü yapılmıştır.

Endüstriyel deneme için (bobin boyama hattında boyalı sac üretimi için) ise, bobin boyasında en yüksek oranda kırmızı demir oksit içeren renk olan RAL 3009 sabit bir

53 formülasyon ile gerekli ilaveler ile endüstriyel şartlarda 2 varil olarak üretilmiştir.

Renk ölçümleri için kullanılan bobin boyası üretim reçeteleri Çizelge 2.1’de verilmiştir. Çizelge 2.1. Boyalara ait üretim reçeteleri

Malzeme Pigment _{Pastası, %} Full Tone _{Alt İlave, %} Beyaz Tint Alt _{İlave, % (L*~50)} RAL 3009 renkli _{Alt İlave, %} Doymuş Polyester 12,0 60,0 63,0 38,8

Hexamethylolmelamine (HMM) 1,5 8,0 8,0 6,8 Katkılar 16,3 10,2 10,2 8,1 Solvent 15,7 3,2 2,2 38,3 Kırmızı Demir Oksit Pigment 54,5 18,6 8,6 6,0 Titanyum Dioksit Pigment - - 8,0 0,5 Diğer Renk Pigmentleri - - - 1,5 Toplam 100,0 100,0 100,0 100,0

Pigment, bobin boyasına çevrildikten sonra her seferinde 0,5 mm kalınlıklı, 15 cm x 15 cm ebatlı 100 g/m2 _{galvaniz kaplı saclara bar aplikatörlerle 20 ± 1 µm kalınlıkta uygulanmıltır.}

Daha sonra bu panellerin, 300 ± 4 °C’de döner boya kurutma fırınında 232 ± 2 °C metal tepe sıcaklığına (Peak Metal Temperature, PMT) kadar kürlenmesi sağlanmıştır. Su ile soğutulup yüzeyi kurutularak renk ölçümüne hazır hale getirilen renk paneli, renk spektrofotometresi ile D65 gün ışığında, d/8 geometrisi ile SP “in” fonksiyonunda ölçülmüştür. Boyaya çevirme ve renk panelinin hazırlanma işlemi her seferinde standart şartlarda yapılmış ve renk ölçümlerinde DIN EN 13523-3:2001 standardı kullanılmıştır [145].